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包云岗：中国CPU发展，为何会出现第三种模式
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包云岗中国科学院计算技术研究所研究员
最后更新: 2022-10-28 08:17:25近期倪光南院士在《数字世界专刊》撰写专文《推动RISC-V生态建设，与世界协同创新》。文章指出：一直以来，我国芯片产业在“主流CPU”架构上受制于人，在数字经济时代，建议我国积极抓住时代机遇，聚焦开源RISC-V架构，以全球视野积极谋划我国芯片产业发展。倪院士这篇文章对RISC-V在中国的发展态势做了很好的总结。在此，再补充几点评论：
一、
过去20多年，中国的CPU发展主要有两种模式：
一是高铁模式。以海思、海光、飞腾等为代表的企业，兼容X86/ARM主流生态，通过“引进-消化-吸收-再创新”，研发出有市场竞争力的产品，努力在国内市场占有一席之地。
二是北斗模式。以龙芯、申威为代表的企业，独立构建技术体系，独立建设产业生态，目标是通过完全自主来实现可控。
近年来，出现了第三种模式——5G模式，国内越来越多的企业自发地选择开放指令集RISC-V，参与RISC-V全球生态建设，通过融入国际生态、兼容国际标准、打造国际优势。
这三种模式并不是谁取代谁的关系。相反，都需重视与发展，因为当前中国的处理器发展需要多种模式并进的“饱和式救援”。
二、
5G模式为何会兴起，受到如此广泛的关注？
5G模式和高铁模式、北斗模式最大的区别在于：指令集作为一种标准规范，是归属于某个公司、由该公司来主导指令集演进和生态构建？还是不隶属于任何一家国家或企业、用开放合作模式由全世界共同演进和共建生态？
当一个指令集隶属于一个企业，那么指令集的发展就会和企业的兴衰紧密绑定。历史上，有很多指令集随着企业的衰败而失去活力甚至消失，例如Alpha指令集随着DEC被收购而消失，SPARC指令集随着SUN公司没落而无人问津，MIPS指令集随着MIPS公司的颠沛流离而失去主流地位。
与CPU产业不同，通信产业采用是在ITU/3GPP等国际开放联盟和标准组织治理下的全球共建模式，支持各国企业既合作又竞争，具有很好的可持续发展能力。
RISC-V生态系统，图片来源见水印
三、
标准越开放，生命力越强。
最近David Patterson教授用以太网（Ethernet）发展历程来论述开放标准具有更强生命力：1970-1980年代，很多企业都开发了各自的局域网协议，比如Apple AppleTalk (1985)，Datapoint ARCNET (1977)，Digital Equipment Corporation DECnet (1975)，IBM Token Ring (1984)，Xerox Ethernet (1974)，等等。这和今天国内指令集七国八制现象如出一辙。
这种局面得以改变，在于多家企业选择联合共建开放标准。 1979年，DEC、Intel、Xerox成立联盟，推出基于Ethernet的DIX以太网规范。1980年，IEEE成立了802.3工作组，很多企业参与802.3工作组共同制定以太网标准。1983年，第一个IEEE802.3标准通过并正式发布，10Mb/s以太网基本发展成熟。
以太网是一种开放标准，IEEE 802.3工作组负责标准制定，全世界企业都可以根据该标准规范开发各自的网卡和交换机。
在我读大学时，以太网一直被认为是一种低端互连技术，带宽不高、延迟也大，只能用来连连宿舍网。但今天的以太网已经成为全世界最主流的互连标准，这正是得益于它的开放性。
今天的RISC-V，能否复制以太网的成功？
标签 芯片-
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- 责任编辑: 陈轩甫
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